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ゲノムにある「朝」・「昼」・「夜」の3種のスイッチを網羅、データベース化 - 「朝」・「昼」・「夜」のスイッチの人工的な作成も可能に -

a34312dec2b874ffe650d31b1d9be02d.jpg理化学研究所プレスリリースより

体の不調を訴える人には、体内時計の働きが狂っていることが原因の場合があります。

ヒトには体内時計によって発現が制御される遺伝子が数百個もあることや、朝・昼・夜に遺伝子の発現をスイッチのように切り替える3種類の制御DNA配列が、体内時計の制御に中心的な役割を担っていることなどが知られてきています。
 ゲノム上にある体内時計に制御されるスイッチが網羅できたことで、体内時計による遺伝子制御機構の理解が急速に進むと考えられます。今後、体内時計とさまざまな疾患との関係を解明し、薬が効く時間、副作用が起こる時間の予測などへ応用することが期待できます。
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DNAメチル化の地図

DNAのメチル化は、単一のDNA配列から異なる遺伝子発現パターンを生み出す重要なエピジェネティック修飾機構で、正常な発生に必須であり、その機能不全はがんやその他の異常の原因となることがある。今回、単一分子ベースの塩基配列解読法と組み合わせたハイスループットの重亜硫酸ナトリウムを使うゲノム解読法を用いて、胚性幹細胞やそれに由来するさまざまな種類の細胞におけるDNAメチル化地図が、ヌクレオチドレベルの分解能で作製された。この地図によって、例えば胚性幹細胞が成熟して神経細胞になる場合など、細胞の分化につれてメチル化が変化する特異的なゲノム部位が明らかになる。もっと一般的には、この方法は発生生物学やがん研究、再生医学に関係する細胞集団のエピジェネティックなプロファイリングを行う上で有用となるだろう。

この論文のアブストラクトは
        http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7205/full/nature07107.html

目新しい機能を進化させる

遺伝子重複は、進化で新しいものを生み出す重要な土台になるが、このような新規性が生じるのは遺伝子重複の前なのか後なのかについては、激しい議論が行われている。多くの遺伝子は有害な変異が蓄積するとゲノムから失われるが、中には、もとの機能を分割したり新しい機能を付け加えたりすることによって、ゲノムから消える運命を免れるものもある。重複した遺伝子の運命として、まだ立証されてはいないものの非常に興味深いのが、分かれた遺伝子コピーに正の選択が働いて、もとの遺伝子の機能が改良されるというものである。D Des MaraisとM Rausherは、植物のアントシアニン経路の重要な酵素をコードする遺伝子でこのような改良が実際に起こってきたことを明らかにし、このような現象はこれまで考えられていたよりも一般的なのではないかとしている。
http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7205/full/nature07092.html

雪国まいたけがマイタケ、マツタケなどの大規模ゲノム解析に着手

ゲノム 二重らせん 塩基配列 塩基
雪国まいたけ <1378> は26日、マイタケ、マツタケなどきのこ類の大規模なゲノム(遺伝情報)解析に着手したことを明らかにした。玉川大学関連ベンチャーのハイファジェネシス(神奈川県)と連携し、味、香りをはじめとした優良形質や特定機能を強化したきのこを開発する。解析終了時期は、同社が生産販売する「雪国まいたけ」「雪国えりんぎ」「雪国ぶなしめじ」が09年2月末、シイタケ、マツタケが同年4月を予定。
 従来の品種選別試験では、優良形質の作出に数年、時には数十年を要した。今回の遺伝子解析で、全容が解明されると、味、食感、色といった形質に関連する遺伝子を特定することが可能となり、選抜試験の大幅なスピードアップとともに、遺伝子組み換えをすることなく、最高品位のきのこが提供できることになる。
 また、マイタケの遺伝子を解析することで、健康食品として製造販売している、多糖類のグルカンからなるマイタケ抽出物の品質管理を遺伝子レベルで行うことも可能となる。今回の大規模ゲノム解析の実施を踏まえ、社内に「雪国まつたけ開発プロジェクトチーム」を発足し、マツタケをはじめとして人工栽培が困難とされるきのこ類の開発強化も図っていく。

【引用元】株式新聞

国内のゲノムワイド関連解析データをデータベース化

gwastoppage.gif  東京大学、東京大学附属病院、東海大学、(株) 日立製作所の研究グループ(研
  究代表:東京大学医学系研究科徳永勝士教授)は、大学共同利用機関法人情
  報・システム研究機構 ライフサイエンス統合データベースセンター (センター長:
  高木利久)を中核とした文部科学省委託研究開発事業「統合データベースプロ
  ジェクト」の一環として、ゲノムワイド関連解析(GWAS)のデータベースを平成20年
  8月26日(火)より公開しました。近年のSNP(単一塩基多型)タイピング技術の飛躍的向上により、数万~百万種SNP/個体のタイピングが可能となり、各種疾患に関与する遺伝子をゲノム全域から探索するゲノムワイド関連解析プロジェクトが実施され、膨大なデータが産出されています。本データベースは、国内で実施されるゲノムワイド関連解析の成果の公開とデータの半永続的な集約的管理、さらに研究者間での情報共有による疾患遺伝子研究の促進を目指して構築されました。

 図は、脳動脈瘤の関連解析結果の例です。ゲノム全域に分布する数十万種のSNPについて、アリル頻度、遺伝子型頻度などの頻度情報をはじめ、疾患との関連について各種統計解析結果、遺伝子の位置情報やコピー数変異(CNV)、連鎖不平衡などの情報を同時に表示できます。おもなゲノムデータベースへのリンクもあり、さまざまな生物学的観点から疾患関連SNP候補を選択することもできます。ゲノム医学分野の専門家のみならず、他分野の専門家もデータベースを活用することにより、疾患研究のより一層の進展に貢献することを目指しています。また、品質基準を満たした日本人対照群のSNPのアリル頻度、遺伝子型頻度、ハプロタイプ頻度などのデータベースとダウンロードサイトを用意しており、各研究グループが実施するゲノムワイド関連解析にも利用できます。

 今後は登録データを拡充していくほか、コピー数変異と疾患との関連解析への対応、臨床情報を活用した関連解析の層別化への対応など、データベースおよび解析手法の高機能化を実現するとともに、アジア諸国からのデータの受け入れも目指しています。

引用元 Biotechnology Japan

GANPによる癌抑制遺伝子の活性化方法

バイオの故里からさん経由ですが特許として
癌抑制遺伝子で有名なp53を活性化させて発癌を防ごうというものが登録されているそうです。

出願番号 : 特許出願2006-189043 出願日 : 2006年7月10日
公開番号 : 特許公開2008-11828 公開日 : 2008年1月24日
出願人 : 国立大学法人 熊本大学 発明者 : 阪口 薫雄

発明の名称 : GANPによる癌抑制遺伝子の活性化方法

【課題】p53癌抑制遺伝子の活性化方法及び抗体の親和性を増大させる方法の提供。
【解決手段】細胞内においてGANP遺伝子の発現を促進することを特徴とする、癌抑制遺伝子の活性化方法、抗体の親和性を増大させる方法、DNA修復方法、及びゲノムの安定化方法、並びに、GANP遺伝子を含む抗腫瘍剤、抗ウイルス剤、DNA修復剤及びゲノムの安定化剤を提供する。

特許詳細はこちら

日経サイエンス 2008 10月号より

ゲノムが語る人類の拡散

G. スティックス(SCIENTIFIC AMERICAN編集部)

ヒトとチンパンジーのDNAの違いは1~2%程度といわれるが,ヒトどうしでも0.1%程度の個人差がある。この差は現生人類が誕生してから現代までの変化の歴史を物語るものだ。この遺伝的な多様性から,現生人類が世界中にどのように広がっていったかを解読しようとする研究が進んでいる。
 有名なのは,ミトコンドリアDNAとY染色体を対象とした研究だ。細胞のエネルギー生成器官であるミトコンドリアDNAは母親から子に受け継がれる。現在のすべての人類の母親をたどっていくと,約20万年前のアフリカの1人の女性「ミトコンドリア・イブ」が共通の祖先となるという。一方,Y染色体は父親から息子にだけ受け継がれる。これらを調べると,女系,男系の人類がたどった道筋が浮かび上がってくる。
 私たち人類の起源については,従来対立する2つの説があった。アフリカで生まれた現生人類がそこから世界各地に移住し,ホモ・エレクトスなど先行人類に取って代わったという“出アフリカ”説と,アフリカだけでなくすでにアジアやヨーロッパにもいた先行人類が,独自に現生人類へと進化したという多地域進化説だ。DNA研究の成果は,この議論にほぼ決着をつけた。
 最近は世界中のより多くの人々を対象に,ゲノム全体を調べる計画も進んでいる。これにより現生人類とネアンデルタール人の混血はあったのか,また人類が世界各地に移住してから,環境変化に対してどのように進化したかといったことも明らかになるかもしれない。

この号のダイジェストはこちら


医療などの最新成果を紹介

 日本科学技術振興財団が運営する「科学技術館」(東京都千代田区)にこのほど、立体フルデジタルドームシアター「シンラドーム」が完成し、医療関連を含む最新の研究成果などが公開されている。

 「シンラ」は、宇宙のすべてのものを表す「森羅万象」という言葉から名付けられた。ドームは、直径約10メートルのスクリーンと12台のプロジェクターから成り、客席数は62席。宇宙や銀河の世界をはじめ、細胞の中のDNA(ゲノム)やタンパク質の世界、地球の水と生命の世界について、理化学研究所(理研)や国立天文台など研究機関や大学の最新の研究成果を立体投影する。
 医療関連では、理研の横浜研究所が、ゲノムから得た情報によってタンパク質が組み立てられる流れなど、人体の細胞の中で実際に起こっている現象を紹介している。

  8月31日まで、完成記念のライブショーが、毎日午後2時からと3時半からの2回実施される。9月以降は毎週土曜の午後に2回実施される予定。同館の入館料は、大人600円、中高生400円、4歳以上250円。ドームは無料。問い合わせは、科学技術館03(3212)8509

詳細 科学技術館

生物系の放映としてはセントラルドグマのアニメーションがあるみたいです。

自閉症に関与する遺伝子を追い求めて

自閉症に関与している疑いがある遺伝子を含むヒトゲノムの一連の「郵便番号」に狙いを定めた研究が行われている。どの突然変異もそれ自体非常に稀であるため、この研究結果から自閉症スクリーニング方法が直接明らかになるわけではないが、今回の研究は、初めて用いた遺伝子操作が最終的には自閉症のリスク要因を同定するのに役立つ可能性があることを示している。自閉症とは反復行為や特定のものに対する執着といった症状に加えて、社会的相互作用およびコミュニケーションに障害がある複数の症状の集まりである。現在、自閉症の診断に用いることができる臨床検査は存在しない。自閉症の原因には環境が影響する部分もあるが、家族性が認められる傾向にある。研究者らはこれまで自閉症に関連した遺伝子をいくつか確認しているが、他にも多く存在するようである。
Eric M. Morrow らは「ホモ接合性マッピング」と呼ばれる方法を用いて、中東のアラブ諸国、トルコ、パキスタンに住む家族数組を対象に研究を行った。自分の子供に自閉症が認められ、さらに自分の両親がいとこ同士であるという家族であった。両親が共通の先祖を持つ場合、その子供に劣性突然変異が起こる確率は上昇する。また著者らはこれら家族の中に、自閉症発症の確率を高くする遺伝子が含まれると思われる、複数の共通するゲノム塩基配列を確認している。これら遺伝子のいくつかは、出生後、脳の神経活性によって調節されている。このため、このプロセスにおける障害が、少なくとも一部の自閉症患者では、自閉症患者にみられる認知の欠陥を誘発するメカニズムのひとつになっていると考えられる。関連するPerspective記事で今回の発見について議論している。

引用元:Science

文献
"Identifying Autism Loci and Genes by Tracing Recent Shared Ancestry," by E.M. Morrow; S-Y. Yoo; S.W. Flavell; T-K. Kim; Y. Lin; R.S. Hill; R. Greenblatt; D. Gleason; J.A. Ertelt; K.A. Apse; A. Bodell; J.N. Partlow; B. Barry; H. Yao; K. Markianos; C.A. Walsh; M.E. Greenberg at Children's Hospital Boston in Boston, MA; E.M. Morrow; S-Y. Yoo; S.W. Flavell; T-K. Kim; Y. Lin; R.S. Hill; R. Greenblatt; D. Gleason; J.A. Ertelt; K.A. Apse; A. Bodell; J.N. Partlow; B. Barry; H. Yao; K. Markianos; C.A. Walsh; M.E. Greenberg; J. Ware at Harvard Medical School in Boston, MA; E.M. Morrow; S-Y, Yoo; R.S. Hill; R. Greenblatt; D. Gleason; J.A. Ertelt; K.A. Apse; A. Bodell; J.N. Partlow; B. Barry; C.A. Walsh at Howard Hughes Medical Institute in Boston, MA; E.M. Morrow; S-Y, Yoo; R.S. Hill; R. Greenblatt; D. Gleason; J.A. Ertelt; K.A. Apse; A. Bodell; J.N. Partlow; B. Barry; C.A. Walsh at Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston, MA; E.M. Morrow at Massachusetts General Hospital in Boston, MA; E.M. Morrow; S-Y. Yoo; R.S. Hill; C.A. Walsh at Broad Institute of Massachusetts Institute of Technology and Harvard in Cambridge, MA; E.M. Morrow; S-Y. Yoo; S.W. Flavell; T-K. Kim; Y. Li; R.S. Hill; J. Ware; R.M. Joseph; K.A. Apse; M.E. Greenberg; C.A. Walsh at Autism Consortium in Boston, MA; N.M. Mukaddes at Istanbul University in Istanbul, Turkey; S. Balkhy; G. Gascon at King Faisal Specialist Hospital and Research Centre in Jeddah, Saudi Arabia; G. Gascon at Brown University School of Medicine in Providence, RI; A. Hashmi at Combined Military Hospital in Lahore, Pakistan; S. Al-Saad at Kuwait Center for Autism in Kuwait City, Kuwait; R.M. Joseph at Boston University School of Medicine in Boston, MA; Identifying Autism Loci and Genes by Tracing Recent Shared Ancestry ," by R.J. Ferland at Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, NY.

BTJプロフェッショナルセミナー、9月2日開催 遺伝子導入技術の最先端を議論します 学生は無料でご招待

9月2日にBTJプロフェッショナルセミナー「ゲノムサイエンスへの貢献と ヒトゲノム医療技術への展望」を開催いたします。
学生の方はスポンサーのご厚意により、無料でご参加できるそうです。
  iPS細胞を見ても明らかですが、次のバイオの技術突破は間違いなく、細胞へ遺伝子を自在に導入し、発現させる技術が基盤となります。今回のセミナーでは、この基盤技術を開発したキーマンと基盤技術を応用してリバースプロテォミクス、再生医療、農業・環境分野の最先端を切り開くパイオニアを集め、次のバイオの技術革新をじっくりと議論するそうです。
申し込み&詳細はこちら

泡盛製造に用いる黒麹菌のドラフトゲノム解読が完了

Biotechnology Japanによると
製品評価技術基盤機構(NITE)と、産業技術総合研究所、酒類総合研究所、近畿大学などの研究チームは、2008年8月18日、黒麹菌(Aspergillus awamori)の全ゲノムドラフト塩基配列解読に成功したと発表した。

これによってよりおいしくなる泡盛ができるといいですね。 そして最近沖縄方面からバイオニュースが盛んに届いてます。シークエンサーを沖縄特有の言葉と思ってしまった自分がいます。

独立行政法人 産業技術総合研究所、 次世代シーケンサーによる先端的ゲノム研究を国内に先駆けて始動 - 来るべき個人ゲノム時代に向けて-

Biotechnology Japanによると
独立行政法人産業技術総合研究所は、沖縄県の平成20年度先端バイオ研究基盤高度化事業「ギガシーケンサーを用いた先端バイオ研究基盤に関する研究開発」を、財団法人沖縄科学技術振興センター、株式会社トロピカルテクノセンターと開始することとなった。この事業において、沖縄県が平成19年度に導入した世界最新鋭の次世代シーケンサーを用いて、以下の微生物からヒトに至る広範なゲノム研究を行う。具体的には、1)前処理技術・データ処理技術の開発、2)沖縄型ゲノム疾患の解明と治療法の開発、3)がん標的分子の同定と治療法の開発、4)産業有用微生物および遺伝子資源の解析、5)医薬品・健康食品資源微生物および遺伝子資源の獲得、などの沖縄地域の特性を生かした研究開発を推進する。

ついに個人ゲノム配列の読み取りが現実味を帯びてきましたね

バイオインフォマティクスって?

バイオインフォマティクスとは
今はやりのバイオと、ITを融合させた
まったく新しい分野で分野としては3つあります

ゲノム」と呼ばれる生き物の設計図を解析する分野

 「ゲノム」とは、簡単に言うと生命の設計図のこと。
 この設計図のデータはA,T,G,Cといった4文字の羅列なので、人の手で調べることは、
 ほぼ無理です。そこで、コンピュータを用いて解析し、設計図を理解するのを目的にした分野です。

  たとえば、ある特定の遺伝子の機能がわかっていたとします。
 その遺伝子と似た働きをする遺伝子を、見つけたいときなどに有効に働いたりします。最近よく聞く「ゲノム創薬」などは、この分野によって得られた情報を元に薬を作ることをあらわしています。

二つ目は、タンパク質の三次元構造を解析する分野。
 
 ●生物の体はほぼタンパク質によって構成されています。このタンパク質は三次元の立体構造によってその役割がきまってくるのです。

 このタンパク質は薬が体のなかで働く際にも重要な役割を果たします。薬はタンパク質にくっつくことによってその効力を発揮するのですが、タンパク質の分子の形と薬の分子の形との組み合わせがわるいとくっつくことが出来ず、効能を発揮できません。よってこの組み合わせを調べることによって、副作用が少なく、かつ効能の高い薬を作ることができるようになるのです。

 この三次元立体構造も、データの量が膨大であり、また、視覚的に調べることがむずかしいため、コンピュータを用いるのが主流です。

三つ目は、体内の化学物質の流れをシミュレーションする分野。

 この分野は今一番新しい分野です。体内の化学物質の流れのことを代謝というのですが、この代謝シミュレーションしようとする分野です。E-cell 3Dもこの分野を代表するソフトウェアです。
 この分野も上記の二つと同じように、医療に深く結びついています。薬は体内に取り込まれると、様々な化学変化をしながら体中にめぐります。その流れ方をシミュレーションすることを目標にしているのがこの分野です。

 代謝(化学物質の流れ)をシミュレーションするためには複雑かつ大量なな計算式が必要ですがこれを手で計算することは不可能です。そこで、これもコンピュータに任せてしまおうというのがこの分野なのです。

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